3.7核能.ppt

1、 按现在的能源消耗速度，世界上的石按现在的能源消耗速度，世界上的石 油、天然气和煤等生物化石能源将在几油、天然气和煤等生物化石能源将在几 十年至十年至200200年内逐渐耗尽年内逐渐耗尽 1945年年8月月6日和日和8月月9日，日， 美国将两颗外号为“小男孩”美国将两颗外号为“小男孩” 和“胖子”的原子弹，分别投和“胖子”的原子弹，分别投 到日本的广岛和长崎，原子弹到日本的广岛和长崎，原子弹 爆炸时释放出的巨大能量将两爆炸时释放出的巨大能量将两 座城市在瞬间化为废墟。座城市在瞬间化为废墟。8月月15 日日本无条件投降。日日本无条件投降。 小男孩小男孩 胖子胖子 长崎市长崎市6060的建筑物被摧

2、毁，当场伤亡的建筑物被摧毁，当场伤亡 8.68.6万人，万人，5 5年后共死亡年后共死亡1414万人。该地区万人。该地区 核爆炸的幸存者也不同程度受到放射性污核爆炸的幸存者也不同程度受到放射性污 染，患了各种怪异的后遗症，在随后几年染，患了各种怪异的后遗症，在随后几年 中，又有大批人痛苦地死去。中，又有大批人痛苦地死去。 广岛市广岛市80的建筑物化为灰烬，的建筑物化为灰烬， 6.8万人当场丧生，万人当场丧生，5年后因原年后因原 子弹死亡人数达到子弹死亡人数达到24.7万人万人 我国第一颗原子弹爆炸时的情景我国第一颗原子弹爆炸时的情景 原子核原子核 （正）（正） 核外电子核外电子 （负）（负）

3、质子质子 （正）（正） 中子中子 （不带电）（不带电） 当当原子核原子核发生变化时释放出的巨发生变化时释放出的巨 大能量大能量 二、获得核能的途径二、获得核能的途径 （2 2）核聚变）核聚变 （1 1）核裂变）核裂变 一、核能一、核能 中子就像“点燃”核燃料的火柴中子就像“点燃”核燃料的火柴 质量较大的原子核在中子轰击下分裂成质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2 2个质个质 量较小的新原子核，并释放出能量的过程。量较小的新原子核，并释放出能量的过程。 核核 裂裂 变变 用中子轰击铀核，使铀核发生裂变用中子轰击铀核，使铀核发生裂变, ,放出放出 能量。铀核分裂时，还同时放出能量。铀核分裂时，还同

4、时放出2 2- -3 3个中子，个中子， 又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变。这又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变。这 些铀核分裂时，同样放出中子，从而引起更多些铀核分裂时，同样放出中子，从而引起更多 的铀核发生裂变，于是裂变反应便会链锁式地的铀核发生裂变，于是裂变反应便会链锁式地 自行持续下去，这种现象叫做自行持续下去，这种现象叫做( )( )。 如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间 （约百万分之几秒）会释放出大量核能，发生（约百万分之几秒）会释放出大量核能，发生 猛烈爆炸，猛烈爆炸，原子弹原子弹就是根据这个原理制成的。就是根据这个原理制成的。

5、 1kg铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能 量大约相当于量大约相当于2500t的标准煤完全燃烧所放出能量的标准煤完全燃烧所放出能量. 链式反应链式反应 我国第一颗原子弹爆炸时的情景我国第一颗原子弹爆炸时的情景 我国第一颗氢弹爆炸时的情景我国第一颗氢弹爆炸时的情景 2 2个质量较小的原子核结合成质量较大个质量较小的原子核结合成质量较大 的新核，同时释放出能量的过程。的新核，同时释放出能量的过程。 核聚变核聚变 氢弹氢弹就是就是 根据根据核聚核聚 变变的原理的原理 制成的，制成的， 威力比原威力比原 子弹还要子弹还要 大。大。 一个氘核由一个质子和一个中子

6、组成，一个氚一个氘核由一个质子和一个中子组成，一个氚 核由一个质子和二个中子组成，它们发生聚变核由一个质子和二个中子组成，它们发生聚变 反应结合成由二个质子和二个中子组成的氦核反应结合成由二个质子和二个中子组成的氦核 时，要放出一个中子，并释放出核能时，要放出一个中子，并释放出核能. 一定质量的氘核和氚核聚变时一定质量的氘核和氚核聚变时 放出的能量要比等量的铀核裂放出的能量要比等量的铀核裂 变时放出的能量大几倍变时放出的能量大几倍. . 聚变需要在聚变需要在几百万摄氏度几百万摄氏度的高的高 温下才能发生温下才能发生，因此聚变又叫因此聚变又叫. . 自然界中自然界中，太阳内部的温度高达摄太阳内部

7、的温度高达摄 氏氏1千万度以上千万度以上，在那里就进行着大在那里就进行着大 规模的聚变反应规模的聚变反应.太阳辐射出的光和太阳辐射出的光和 热热，正是由聚变反应释放的核能转正是由聚变反应释放的核能转 化而来的化而来的.可以说可以说，地球上的人类每地球上的人类每 天都享用着聚变释放出的能量天都享用着聚变释放出的能量. 为便于和平利用核能为便于和平利用核能，必须控制链必须控制链 式反应的速度式反应的速度，使核能缓慢而又平使核能缓慢而又平 稳地释放出来稳地释放出来.为此为此，人们制成了人们制成了 一种专门装置一种专门装置 二二.核能的和平利用核能的和平利用核电站核电站(裂变裂变) 思考：在电站工作过

8、程中，能是如何转化的？思考：在电站工作过程中，能是如何转化的？ 核能核能内能内能机械能机械能电能电能 法国法国1980年到年到1986年间核年间核 电占总发电量的比例由电占总发电量的比例由24 提高到提高到 70，在此期间，在此期间 法国总发电量增加法国总发电量增加40， 而排放的硫氧化物而排放的硫氧化物 却减少却减少 了了9，尘埃减少了，尘埃减少了36， 大气质量有明显改善。大气质量有明显改善。 射线：射线：带两个单位正电荷（氦核）带两个单位正电荷（氦核） 射线：射线：带一个单位负电荷（电子）带一个单位负电荷（电子） 射线：不带电射线：不带电（中子）（中子） 核电站实施纵深防御、核电站实施纵

9、深防御、 多重保护、多样性的设计原多重保护、多样性的设计原 则，确保核安全。以秦山核则，确保核安全。以秦山核 电站为例，它有三道屏障，电站为例，它有三道屏障， 用于防止放射性物质的外泄。用于防止放射性物质的外泄。 第一道屏障是锆第一道屏障是锆- -4 4合金合金 的燃料包壳，它把核燃料及的燃料包壳，它把核燃料及 其裂变产物封闭起来。其裂变产物封闭起来。 第二道屏障是壁后为第二道屏障是壁后为 175175毫米钢板制成的反应堆毫米钢板制成的反应堆 压力容器以及相应的管道压力容器以及相应的管道 设施，它把反应堆冷却剂设施，它把反应堆冷却剂 包容在里面，防止有放射包容在里面，防止有放射 性的反应堆冷却

10、剂外泄。性的反应堆冷却剂外泄。 第三道屏障是反应堆第三道屏障是反应堆 安全壳，它是高安全壳，它是高72.572.5米、米、 外径外径3838米、厚米、厚1 1米的钢筋混米的钢筋混 凝土制成的圆柱形建筑，凝土制成的圆柱形建筑， 内衬内衬6 6毫米的钢板。安全壳毫米的钢板。安全壳 既能抵御外部破坏。既能抵御外部破坏。 大剂量放射线对人畜会造成很大大剂量放射线对人畜会造成很大 的伤害；但是，如果用较小的剂量，的伤害；但是，如果用较小的剂量， 并谨慎地加以控制，射线也可以为人并谨慎地加以控制，射线也可以为人 类做许多事。类做许多事。 放射性物质的标志放射性物质的标志 射线在医学上的应用射线在医学上的应用